(57)【要約】【課題】従来のリソグラフィ技術ではパターニングが困難な接合部位に高精度でかつ簡便な手法によりナノパターンを形成し、反射防止、波長選択、波長分散などの機能を持たせる光デバイスとその製造方法を提供する。【解決手段】光入射部及び／又は光出力部を側面に有する導光板１３２を準備し、導光板１３２の側面に樹脂層１３３を形成するステップと、上面に所定のパターンを有するモールド１３０Ａを準備した後、導光板１３２の側面の樹脂層１３３に対してモールド１３０Ａを押し当てることにより、導光板１３２の側面に周期構造体のパターンを転写するステップと、を含む。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光入射部及び／又は光出射部を側面に有する回路基板と、該回路基板における光入射部及び／又は光出射部に形成される周期構造体と、を備え、
上記周期構造体が、サブ波長の周期で断面凹凸を繰り返してなる、光デバイス。
【請求項２】
前記回路基板には、半導体レーザ素子、光伝送素子、光合波素子、光分波素子の何れか又は組合せからなる光学素子が形成されている、請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
導光板と、該導光板の側面に設けられる周期構造体と、を備え、
上記周期構造体が、サブ波長の周期で断面凹凸を繰り返してなる、光デバイス。
【請求項４】
前記サブ波長の周期は、数ｎｍ以上で２μｍ以下の範囲である、請求項１又は３に記載の光デバイス。
【請求項５】
前記周期構造体は回折格子である、請求項１又は３に記載の光デバイス。
【請求項６】
前記周期構造体は、光の波長と同程度又は光の波長以下の周期で柱状体を有することにより、反射防止機能を有する、請求項１又は３に記載の光デバイス。
【請求項７】
前記周期構造体は、光の波長と同程度又は光の波長以下の周期で凹凸部を有することにより、波長分散機能を有する、請求項１又は３に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記周期構造体は、光の波長と同程度又は光の波長以下の周期で凹凸部を有することにより、波長選択機能を有する、請求項１又は３に記載の光デバイス。
【請求項９】
前記周期構造体は、周期が異なる複数の回折格子と該複数の回折格子を連結する連結部とで構成されている、請求項１又は３に記載の光デバイス。
【請求項１０】
前記周期構造体は、所定の周期で凹部又は凸部を有することにより、通過する光を集光する、請求項１又は３に記載の光デバイス。
【請求項１１】
前記周期構造体は、所定の周期で凹部又は凸部を有することにより、透過する光の偏光を変える、請求項１又は３に記載の光デバイス。
【請求項１２】
側面に光出射部及び／又は光入射部を有する回路基板を準備し、上面に所定のパターンを有するモールドを該回路基板の側面に押圧して、上記回路基板の光出射部及び／又は光入射部に上記モールドのパターンを転写することで周期構造体を形成する、光デバイスの作製方法。
【請求項１３】
前記回路基板の側面又は前記モールドの上面の何れかに樹脂を塗布した後に、該モールドを該回路基板の側面に押圧する、請求項１２に記載の光デバイスの作製方法。
【請求項１４】
上面に所定のパターンを有するモールドを導光板の側面に押圧することにより、導光板の側面に上記モールドの転写パターンによる周期構造体を形成する、光デバイスの作製方法。
【請求項１５】
前記導光板の側面又は前記モールドの上面の何れかに樹脂を塗布した後に、該モールドを該導光板の側面に押圧する、請求項１４に記載の光デバイスの作製方法。
【請求項１６】
前記モールドが押圧されている間、前記モールドが前記樹脂のガラス転移温度以上に加熱され、
前記モールドが前記樹脂のガラス転移温度以下の所定の温度まで冷却されると、前記モールドの押圧を止めて離す、請求項１３又は１５に記載の光デバイスの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光入射面及び／又は光反射面が側面に形成されている回路基板同士又は回路基板と光ファイバーなどの伝送路との接合ロスを低減して小型化を図ることができる、光デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムや光計測システムは、光ファイバーを用いた伝送系と、回路基板内で分波、合波、光切り換えなどによる光処理系と、から構成されている。ここで、回路基板は光導波路が形成されているため光導波路チップとも呼ばれている。光ファイバーや光導波路における伝播損失に関する研究は、構造や材料などの各種の面からなされ、改善が図られている。一方、光処理系においても、光を平面内に閉じ込める導光板に微細加工を施すことにより、アレイ導波路型回折格子を用いた波長合分波器（非特許文献１）や、光導波層に回折格子が埋め込まれた小型分光器モジュール（非特許文献２）が開発され、小型化が図られている。Ｌａｓｔらが報告している小型分光器モジュールの作製では、ＬＩＧＡ（Lithographie Galvanoformung Abformung）プロセスが用いられ、基板上面に対して垂直に回折格子が形成されている（非特許文献３）。しかしながら、光ファイバーの伝送系と光導波路の光処理系との接合において、依然として光損失が問題となっている。
【０００３】
ところで、精密プレス成形によりポリマー表面にナノ構造体を形成するナノインプリントリソグラフィが開発され、基板上面に超微細構造が安価に大量に形成される技術として注目を浴びている（例えば非特許文献４〜８、特許文献３、４）。このナノインプリントリソグラフィでは１０ｎｍ以下のパターンを転写することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３３７２２号公報
【特許文献２】特開２００７−１０８１９０号公報
【特許文献３】特開２００７−７６３５８号公報
【特許文献４】特開２００７−２８１０９９号公報
【非特許文献１】Dragone, C., An N×N Optical Multiplexer Using a Planar Arrangement of Two Star Couplers, IEEE Photonics Technology Letters,Vol. 3, No.9 (1991), pp. 812- 815.
【非特許文献２】Last, A., Hein, H., Mohr, J., Shape Deviations in Masks for Optical Structures Produced by Electron Beam Lithography, Microsystem Technologies, Vol. 10, No. 6- 7 (2004), pp. 527- 530.
【非特許文献３】Kondo, R., Takimoto, S., Suzuki, K., Sugiyama, S., High Aspect Ratio Electrostatic Micro Actuators Using LIGA Process, Microsystem Technologies, Vol. 6, No. 6 (2000), pp. 218- 221.
【非特許文献４】Chou, S. Y., Krauss, P. R., Zhang, W., Guo, L., Zhuang, L., Sub-10 nm Imprint Lithography and Applications, Journal of Vacuum Science & Technology B, Vol. 15, No. 6 (1997), pp. 2897- 2904.
【非特許文献５】Zhang, W., Chou, S. Y., Fabrication of 60-nm Transistors on 4-in. Wafer Using Nanoimprint at All Lithography Levels, Applied Physics Letters, Vol. 83, No. 8 (2003), pp. 1632- 1634.
【非特許文献６】Bao, L.-R., Cheng, X., Huang, X. D., Guo, L. J., Pang, S. W., Yee, A. F., Nanoimprinting Over Topography and Multilayer Three-dimensional Printing, Journal of Vacuum Science & Technology B, Vol. 20, No. 6 (2002), pp. 2881- 2886.
【非特許文献７】Roy, E., Kanamori, Y., Belotti, M., Chen, Y., Enhanced UV Imprint Ability with a Tri-layer Stamp Configuration, Microelectronic Engineering, Vol. 78-79 (2005), pp. 689- 694
【非特許文献８】Alkaisi, M. M., Jayatissa, W., Konijn, M., Multilevel Nanoimprint Lithography, Current Applied Physics, Vol. 4 (2004), pp. 111- 114.
【非特許文献９】Water Bacher他、IEEE Transactons on industrial electronics, Vol.42 No.5(1995),pp.431-441
【非特許文献１０】松井真二、古室昌徳監修、「ナノインプリントの開発と応用」、ｐ２０、シーエムシー出版、２００５年８月発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のＬＩＧＡプロセスでは、直線状の溝を所定のピッチで形成することはできる一方で、曲線状の任意のパターン、特に深さ方向に湾曲した曲線状の任意のパターンを容易に形成することはできない。また、ＬＩＧＡプロセスでの分解能は１μｍ程度であり（非特許文献９）、それより小さい微細なパターン、例えばサブ波長の周期を有する格子やその他のナノパターン構造体を形成することはできない。また、ＬＩＧＡプロセスでは使用する装置が大型かつ高額でありパターン形成を簡便に行うことはできない。
【０００６】
一方、ナノインプリントリソグラフィを用いた技術に関して、熱インプリントリソグラフィによる３次元積層構造（非特許文献６）、ソフトインプリントリソグラフィによる非平面基板へのパターニング（非特許文献７）、マルチレベルモールドによる３次元構造のインプリント（非特許文献８）が提案されているものの、被転写面は基板上面であって、構造の高さ、すなわちアスペクト比は限られる。すなわち、これら提案されている手法により３次元的な構造を形成することはできるものの、モールドを基板上面からプレスするため１層あたりのアスペクト比は６程度に留まる（非特許文献１０）。これらの３次元的な構造形成技術により複数の層を重ねてアスペクト比を稼ぐと、工程数が増加するばかりか、積層数の作製難易度の観点から制約される。
【０００７】
そこで、本発明は、従来のリソグラフィ技術ではパターニングが困難な接合部位に、高精度でかつ簡便な手法によりパターンを形成し、回路基板同士や光ファイバーとの接合ロスを減らし、小型化を図ることができる、光デバイスとその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、光学素子が形成されている回路基板の側面に対するナノインプリントリソグラフィ技術（従来のナノインプリントリソグラフィと区別して「垂直ナノインプリントリソグラフィ技術」と呼ぶ。）を開発し、回路基板の側面に対し任意の形状のパターンを転写することで、本発明を完成するに至った。端面ナノインプリントは回路基板や導光板などの基板の垂直な側面にナノインプリントするため、製作された形状を基板上面から見たときのアスペクト比は数百、例えば２００となり、容易に形成することができる。
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の光デバイスは、光入射部及び／又は光出射部を側面に有する回路基板と、回路基板における光入射部及び／又は光出射部に形成される周期構造体と、を備え、周期構造体が、サブ波長の周期で断面凹凸を繰り返してなる。ここで、回路基板には、半導体レーザ素子、光伝送素子、光合波素子、光分波素子の何れか又は組合せからなる光学素子が形成されている。
本発明の第２の光デバイスは、導光板と導光板の側面に設けられる周期構造体とを備えており、周期構造体が、サブ波長の周期で断面凹凸を繰り返してなる。
上記構成において、サブ波長の周期は、数ｎｍ以上で２μｍ以下の範囲である。
上記構成において、周期構造体は回折格子である。
上記構成において、周期構造体は、光の波長と同程度又は光の波長以下の周期で柱状体を有することにより、反射防止機能を有する。
上記構成において、周期構造体は、光の波長と同程度又は光の波長以下の周期で凹凸部を有することにより、波長分散機能を有する。
上記構成において、周期構造体は、光の波長と同程度又は光の波長以下の周期で凹凸部を有することにより、波長選択機能を有する。
上記構成において、周期構造体は、周期が異なる複数の回折格子と該複数の回折格子を連結する連結部とで構成されている。
上記構成において、周期構造体は、所定の周期で凹部又は凸部を有することにより、通過する光を集光する。
上記構成において、周期構造体は、所定の周期で凹部又は凸部を有することにより、透過する光の偏光を変える。
【００１０】
一方、上記目的を達成するために、本発明の第１の光デバイス作製方法は、側面に光出射部及び／又は光入射部を有する回路基板を準備し、上面に所定のパターンを有するモールドを回路基板の側面に押圧して、回路基板の光出射部及び／又は光入射部にモールドのパターンを転写することで、周期構造体を形成する。その際、回路基板の側面又はモールドの上面の何れかに樹脂を塗布した後に、モールドを回路基板の側面に押圧してもよい。
本発明の第２の光デバイス作製方法は、上面に所定のパターンを有するモールドを導光板の側面に押圧して、導光板の側面にモールドのパターンを転写することで、周期構造体を形成する。その際、導光板の側面又はモールドの上面の何れかに樹脂を塗布した後に、モールドを導光板の側面に押圧してもよい。
上記構成において、モールドが押圧されている間、モールドが樹脂のガラス転移温度以上に加熱され、モールドが樹脂のガラス転移温度以下の所定の温度まで冷却されると、モールドの押圧を止めて離すとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の光デバイスによれば、回路基板の側面において光入射部及び／又は光出射部に断面凹凸の周期構造体を備えたり、導光板の側面に断面凹凸の周期構造体を備えたりしているので、周期構造体を各種機能が生じるように寸法形状を設定することで、回路基板や導光板の各側面にも分光、分散、反射防止の各機能を実現でき、容易に小型化できることに加え、光入射面や光出射面を通過する光がロスしないように他の光デバイスと接合することができる。
【００１２】
本発明の光デバイスの作製方法によれば、回路基板や導光板の側面に容易かつ簡便に凹凸を有する周期構造体を設けることができる。また、周期構造体の凹凸は直線状のみならず、構造体の深さ方向、即ち端面に平行な方向に湾曲している複雑な形状も形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を幾つか説明するが、本発明の範囲を本質的に変更しない範囲で適宜変更して実施を行うことができることは言うまでもない。
【００１４】
〔光デバイスの第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態に係る光デバイス１０の一部を示す概略図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
光デバイス１０は、光入射部１１ａ及び／又は光出射部(図示せず)を側面に有する回路基板１１と、光入射部１１ａ及び／又は光出射部に形成される周期構造体１５と、を備える。周期構造体１５は、サブ波長の周期で断面凹凸を繰り返してなる。
ここで、光入射部１１ａと光出射部（図示せず）とは回路基板１１の外周の垂直な側面に備えられる。回路基板１１内に形成されている光学素子（図示せず）から光導波路１２を経由して光出射部から光を出射したり、光学素子に対して光導波路１２を経由して導かれるように光入射部１１ａから光が入射される。回路基板１１には、例えば半導体レーザ素子、光伝送素子、光合波素子、光分波素子の何れか又は組合せからなる光学素子（図示せず）が形成されている。なお、光学素子が有する光の出入口が直接回路基板１１の側面に形成されていてもよく、光学素子に光導波路１２を経由して光の出入口として回路基板１１の側面に光入射部１１ａや光出射部が形成されていてもよい。
【００１５】
光デバイス１０は、例えば、基板１３と基板１３上に形成されている光導波路１２と、光導波路１２の光入射部１１ａ、光出射部に断面凹凸の周期構造体１５を備える。具体的には、光デバイス１０は、基板１３上に形成されている下側のクラッド層１４ａと、下側のクラッド層１４ａ上に互いに離れて形成されている二つのクラッド層１４ｂ，１４ｃと、二つのクラッド層１４ｂ，１４ｃで挟まれて下側のクラッド層１４ａ上に形成されている光導波路１２としてのコア層１４ｄと、二つのクラッド層１４ｂ，１４ｃ及びコア層１４ｄの上に形成されている上側のクラッド層１４ｅと、を有する。光導波路１２としてのコア層１４ｄの端面は光入射部１１ａとなり、回路基板１１の外周側面に相当する。本実施形態では、コア層１４ｄの端面に断面凹凸の周期構造体１５が形成されている。周期構造体１５は、端面に垂直な２方向の断面が何れも凹部、凸部の何れか一方を有している。図示する例では、周期構造体１５は凸部１５ａとして複数の柱状体をサブ波長の周期で有しているが、凹部を有するようにしてもよい。ここで、周期構造体１５は、凹部又は凸部１５ａが光の波長と同程度かそれよりも周期の小さい、所謂サブ波長構造体となっているとよい。この周期構造体１５の存在により、等価的に、外部媒質として例えば空気と光導波路１２との間に中間の屈折率を有する層が介在していることになり、周期構造体１５に入射する光の反射率が減少し、周期構造体１５が反射防止機能を有する。ここで、凹凸の周期をΛとし、光の真空中の波長をλとすると、凹凸の周期Λは、Λ＜λを満たせば良く、凹凸の幅や高さは任意に設定することができる。
【００１６】
次に、第１実施形態の変形例を説明する。
図２は、第１実施形態の変形例に係る光デバイス１０Ａの断面図である。図２は図１のＩ−Ｉ線に沿う断面図に対応する。図示するように、光デバイス１０Ａにおける周期構造体１５において、凸部１５ｂとしての柱状体の先端部がテーパー状を呈している。これにより、周期構造体１５の屈折率が凹凸の深さ方向、即ち光の進む方向に沿って徐々に変化する。よって、周期構造体１５に対する入射角が広くても、光の反射率が減少する。図１に示す例と同様、凸部１５ｂとしての柱状体がサブ波長周期で形成されていることで、周期構造体１５は反射防止機能を有する。
【００１７】
なお、周期構造体が、図１（Ｂ）に示すような複数の柱状体で成っていたり、図２に示すような複数の柱状体でかつその先端部がテーパー状である場合には、光の反射率が変化するので当然透過率も変化する。よって、図１及び図２に示すような周期構造体１５は同時に光の透過量を制御することになる。
【００１８】
〔光デバイスの第２実施形態〕
図３は、第２実施形態に係る光デバイス２０を示す図である。
光デバイス２０では、回路基板１１の外周の垂直な側面に周期構造体２５として回折格子が形成されてなる。周期構造体２５には直線的な縦方向又は横方向に溝２５ａが所定の周期で形成されている。なお、溝２５ａが前述の凹部に相当する。溝２５ａの周期、即ち凹凸の周期Λが、λ／ｎ≦Λ≦λの関係を満たすとき、特定の波長λを有する光だけを入射又は反射させることができ、周期構造体２５は波長選択機能を備える。ここで、ｎは周期構造体２５の素材の屈折率である。なお、凹凸の幅や高さは任意に設定される。
一方、溝２５ａの周期、即ち凹凸の周期が光の波長λよりも大きい場合、周期構造体２５に入射する光は回折する。よって、周期構造体２５は波長分散機能を備える。
【００１９】
〔光デバイスの第３実施形態〕
図４は、第３実施形態に係る光デバイス３０を示す断面図である。光デバイス３０は、回路基板１１の外周の垂直な側面に周期構造体３５として、周期の異なる複数の回折格子３５ａ，３５ｂと、それらの回折格子３５ａ，３５ｂを回路基板１１側で連結する連結部３５ｃと、を備える。即ち、周期構造体３５は、回路基板１１の一側面の全面に形成される連結部３５ｃと、連結部３５ｃから光導波路１２の軸を挟んで両側にそれぞれ配置される第１の回折格子３５ａ及び第２の回折格子３５ｂと、を有する。ここで、第１の回折格子３５ａ、第２の回折格子３５ｂ及び連結部３５ｃは同一素材で構成されており、回折格子３５ａ，３５bは、それぞれ次式で表される周期Λの関係を満たすように溝部とそれ以外の部位とを一単位とした周期で構成される。
【数１】
2010079041.tif 000003
ただし、ｎ：周期構造体３５の素材の屈折率
ｋ：波数（＝２π／λ）
λ：真空中での光の波長
θ：光の入射角（なお、光が垂直入射するときをθ＝０°とする。）
Ｎ：等価屈折率（０≦Ｎ≦ｎ）
ｍ：整数（０、±１、±２、・・）
Ｋ：格子定数（＝２π／Λ）
第１の回折格子３５ａは第１の光Ｌ１を回折し、第２の回折格子は第２の光Ｌ２を回折させる。なお、第１の光Ｌ１は第１の波長λ１を有し、第２の光Ｌ２は第２の波長λ２を有する。
【００２０】
光デバイス３０では、第１の回折格子３５ａに対して第１の光Ｌ１が入射し、第２の回折格子３５ｂに対して外周方向から第２の光Ｌ２が入射し、第１及び第２の回折格子３５ａ，３５ｂによりそれぞれの光Ｌ１，Ｌ２が回折により入射する。各光Ｌ１，Ｌ２が入射すると、連結部３５ｃにおいて、回路基板１１の端面と空気との間で反射が生じ、光導波路１２に対し光Ｌ１，Ｌ２が入射して導波する。よって、光デバイス３０の周期構造体３５では光の合波を行うことができる。
【００２１】
〔光デバイスの第４実施形態〕
図５は、第４実施形態に係る光デバイス４０の構造を示す図である。
光デバイス４０では、回路基板１１の側面に周期構造体４５として所定寸法形状の凸部４５ａが光導波路１２の延長上に設けられている。凸部４５ａは光を集光するよう所定の寸法形状に設定される。これにより、例えば、光デバイス４０の凸部４５ａに対向して光ファイバー４６の先端部を配置することで、光ファイバー４６から光デバイス４０に入射する光量が増加して、光ファイバー４６と光デバイス４０との接合ロスを減らすことができる。なお、周期構造体４５は次に説明するようにフレネルレンズ機能を有する寸法形状であってもよい。
【００２２】
第４実施形態の第１変形例として、構造体４５がフレネルレンズ体となっている場合を説明する。図６は、第４実施形態の第１変形例に係る光デバイス４０の一部を示す概略図で、（Ａ）はその模式的な斜視図であり、（Ｂ）はＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図の一例である。
光デバイス４０は、図６（Ｂ）に示す例では、回路基板１１の側面に、周期構造体４５Ａとして凸状の湾曲部４５ｂとそれを囲むように同心円状に形成された複数の帯部４５ｃとを備える。各帯部４５ｃの断面は湾曲部４５ｂ側では光入射部１１ａ又は光出射部にほぼ垂直になっているのに対して、外側では斜めに傾斜している。帯部４５ｃは、湾曲部４５ｂから順に第１の帯部４５ｃ、第２の帯部４５ｃ、・・と順に外側に形成されているが、各帯部４５ｃの外側の傾斜は徐々に大きくなっている。湾曲部４５ｂ、帯部４５ｃは何れも、実線で示すように滑らかでも、点線で示すようにそれぞれ高さの異なる複数のステップからなっていてもよい。ここで、周期構造体４５としてのフレネルレンズ体は、中央で凹凸の周期が大きく、外側になるに従い徐々に小さくなり、最小周期Λは周期構造体４５Ａの素材中の波長λ／ｎ以上である。即ち、λ／ｎ≦Λの関係を満たす。
【００２３】
図７は、第４実施形態の第２変形例を示す光デバイス４０についての周期構造体４５Ｂの断面を模式的に示す図で、図６（Ｂ）の断面と同様の切り口で示している。
周期構造体４５Ｂとして、図６（Ｂ）に示す例とは異なり、複数の溝が同心円状に形成されている。図７に示すように、溝は、周期構造体４５Ｂの中心から外方向に向かうに従い、第１の溝群４６ａ、第２の溝群４６ｂ、第３の溝群４６ｃ、第４の溝群４６ｄ、・・を有している。ここで、各溝群４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄは外側に向かうに従いその溝群の幅（Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４と図示）が短く、例えば第２の溝群の幅Ｇ２は第１の溝群の幅Ｇ１より狭い。また、同じ溝群においても、外側に向かうに従い、溝の幅は大きくなっている。例えば図示するように、第１の溝群４６ａでは、中心側から外側に向けて間隔ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、・・がｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４なる関係を有する。これらの溝４７の間隔は何れも入射したり、出射する光の波長よりも短い。即ち、周期構造体４５Ｂとしてのサブ波長構造体の凹凸の周期Λは波長λより小さく、Λ＜λの関係を満たす。構造の幅や高さは任意に設定される。
【００２４】
図６に示す周期構造体４５Ａとしてのフレネルレンズ体や、図７に示すフレネルレンズ機能を発揮する周期構造体４５Ｂは、図５に示す集光レンズを位相差２πごとにスライスして同一層に再配置した形状をしている。位相差は、光の通過する物質の屈折率と通過長とで決定される。よって、図６に示すフレネルレンズのように、レンズ高さ、即ち光の入射又は出射する方向の幅を変えることにより、通過長を変化させてもよいし、また、通過長を変えないで屈折率を変えてあげても良い。一方、図７に示すサブ波長格子は格子の堆積占有率によって有効屈折率を変えることができる。よって、図７に示すように断面構造を持つ形状を光入出力端面に対して同心円状に形成することによって、フレネルレンズのような集光機能を持たせることができる。
【００２５】
〔光デバイスの第５実施形態〕
図８は第５実施形態に係る光デバイス５０を示す斜視図である。
図８に示すように、回路基板１１の光入射部１１ａに周期構造体５５を備える。周期構造体５５は、例えば図示した例では、上下又は左右に複数の板体５５ａが周期的に並置されている。板体５５ａの周期がサブ波長であることから、入射面又は出射面に垂直な電界成分を持つ偏光とそれに直交する偏光とで屈折率差が生じ、両者に位相差が生じる。ここで、発生する位相差は構造寸法により決定される。一般的な波長板として利用されている複屈折率材料を用いなくても図８に示す周期構造体５５により位相差を制御できる。光波に位相差を与えることで、直線偏光を円偏光や楕円偏光へ、円偏光から直線偏光への変換あるいは直線偏光の方位角の変換を行うことができる。例えば１／４波長板は直線偏光を円偏光へ変えることができる。ここで、周期構造体５５の凹凸、即ち板体５５ａの周期Λは波長λより小さく、Λ＜λの関係を満たせばよい。周期構造体の凹凸の幅や高さは任意に設定される。
【００２６】
〔光デバイスの第６実施形態〕
図９は、第６実施形態に係る光デバイス６０の構造を示す図である。第６実施形態は、回路基板の側面に周期構造体が設けられず、導光板６１の側面に周期構造体６５が設けられる点で、前述の各実施形態とは異なる。
第６実施形態に係る光デバイス６０は、導光板６１の側面に周期構造体６５として回折格子が形成されている。図９に示す例では、導光板６１の一方の側面に光ファイバー６６が接合され、導光板６１の一方の側面に光ファイバー６６の端面に並んで、アレイ受光素子６７が配置されている。導光板６１の他方の側面、即ち光ファイバー６６やアレイ受光素子６７が配置されている側面に対向している面には、周期構造体６５として回折格子が形成されている。図示は省略するが、導光板６１には光ファイバー６６から入射される光を広げて周期構造体６５としての回折格子に入射し、回折格子から反射される光をアレイ受光素子６７に入射するよう、導光板６１が設計されている。
【００２７】
光デバイス６０は、光ファイバー６６から入射した混合波Ｌ１１が導光板６１内で周期構造体６５としての回折格子に向けて広げられ、回折格子への光の入射角に応じて特定の波長を有する光がそれぞれ所定の方向に向けて反射され、アレイ受光素子６７の各受光素子に特定の波長の光が入射され受光される。即ち、光デバイス６０では、周期構造体６５としての回折格子により波長分散される。
【００２８】
前述の実施形態に係る各光デバイスでは、回路基板、導光板などの光学部品の側面に周期構造体が所定の凹凸形状を周期的に有するように形成されている。この周期構造体は光学部品の外周側面に設けられ、しかも周期構造体が各種の機能を有するよう寸法形状が設定されているので、光デバイスの小型化を図ることができる。なお、何れの実施形態においても回路基板１１の側面に設けられている光入射部１１ａ又は光出射部、即ち、光導波路１２の端面に直接周期構造体が形成されていてもよい。
【００２９】
〔光デバイス作製方法〕
本発明の実施形態に係る光デバイスの製造方法について説明する。
図１０は、光デバイスの作製方法を示す工程図である。本発明の実施形態に係る光デバイスは、次の第１及び第２のステップにより作製される。
【００３０】
第１のステップでは、光の入射面及び／又は出射面を側面に有する回路基板１１０を準備し、回路基板１１０の入射面及び／又は出射面に樹脂、即ちポリマーを塗布して樹脂層１１１を形成する（図１０（Ａ）参照）。図では回路基板１１０内部の詳細は省略している。
【００３１】
第２のステップでは、上面に所定のパターンを有するモールド１１２を準備した後、回路基板１１０の側面に塗布されている樹脂１１１に対してモールド１１２を押し当てることにより、回路基板１１０の側面にパターンを転写する。転写の際には、樹脂１１１を所定の温度以上に加熱して所定時間経過した後、樹脂１１１が所定温度、即ちガラス転移点以下になるとモールド１１２を回路基板１１０から離す。具体的には、先ず、回路基板１１０やモールド１１２、樹脂１１１をそのガラス転移点より高い温度まで加熱する。これと相前後して、回路基板１１０の側面に均一に荷重がかかるように回路基板１１０の側面とモールド面との平行度を調整する。その後、モールド１１２を回路基板１１０の側面に対し所定の圧力で一定時間プレスする。この工程においては、回路基板１１０の上面とモールド１１２の型面とは垂直に保たれている（図１０（Ｂ）参照）。次に、樹脂１１１のガラス転移点より低い温度まで冷却した後、モールド１１２を回路基板１１０側から離すことで、モールド１１２の反転パターンが樹脂層１１１ａに転写される（図１０（Ｃ）参照）。
【００３２】
なお、回路基板１１０の代わりに導光板を用いても、第１及び第２のステップを行うことで、光デバイスを作製することができる。第１のステップで回路基板１１０の側面に樹脂層を形成せず、第２のステップにおいて、モールド１１２の型面に樹脂を塗布し、モールド１１２の上方に回路基板１１０や導光板の側面を対向させかつモールド１１２と回路基板１１０や導光板とが垂直になるように配置し、回路基板１１０や導光板とモールドとの距離を狭めて回路基板１１０や導光板の側面に転写パターンを有する樹脂層を形成してもよい。
また、第１のステップにおいて樹脂をモールド１１２の型面や回路基板１１０の側面に塗布せず、第２のステップにおいて回路基板１１０の光導波路の端面近傍そのものを加熱し、光導波路端面それ自体にモールド１１２の型面を押し当て、光導波路端部にパターンを転写して、光導波路端部に転写パターンを形成してもよい。
【００３３】
ここで、第２のステップにおいて必要となる調整機構、即ち回路基板１１０の側面に均一に荷重がかかるように平行度を調整する機構について説明する。従来の、基板上面へのナノインプリントリソグラフィと比較すると、基板側面の面積が小さいため自己整合的に平行出しを行うことが極めて難しい。また、市販されているナノプリント装置では、基板とモールドの上面とを向かい合わせて固定する方式であるので、従来のナノプリント装置では対応することができない。
【００３４】
図１１は、回路基板や導光板などの光学部品の側面へのナノインプリントを行うナノインプリント装置の構成図である。ナノインプリント装置２００は、上側プレート２０１と下側プレート２０２とが上下に対向するように配置され、上側プレート２０１、下側プレート２０２の少なくとも一方が油圧により上下動し、上側プレート２０１に保持されている回路基板１１０と下側プレート２０２に載置されているモールド１１２とをプレスする。なお，上下動は油圧だけに限らず，空圧あるいはモーターであっても良い。モールドとサンプルの上下関係は前述とは逆、即ちモールドが上でサンプルが下であっても良い。
【００３５】
ナノインプリント装置２００の具体的な構成を説明する。
水平台２０３に二本の案内ロッド２０４が間隔を開けて立設され、油圧機構２１０で上下動する支持台２０６が案内ロッド２０４に挿入されている。上板２０５が二つの案内ロッド２０４の上端に掛け渡され、支持台２０６が上板２０５と平行を保ちながら案内ロッド２０４に沿って上下動する。下側プレート２０２が支持台２０６の上面に配置され、上側プレート２０１が上板２０５の下面に取り付けられている。下側プレート２０２の上面には例えばグラファイト製のシート２０７が敷設され、シート２０７上に所定のモールド１１２が載置されている。一方、上側プレート２０１には、一対のＬ字ブロック２０８が螺子などで取り付けられている。図では、奥側のＬ字ブロックのみ示しており、手前側のＬ字ブロックは示していない。
【００３６】
下側プレート２０２には加熱用のヒータが内蔵され、温度制御部２０９からヒータに電流が流れることで加熱される。下側プレート２０２は、支持台２０６が油圧機構２１０により加圧されたり減圧されたりすることで、下側プレート２０２は上下動する。なお、図示しないが、光学部品などの回路基板１１０のモールド１１２側の先端に向けて冷却用のファンが設置され、強制冷却も可能となっている。
油圧調整部２１１は、図示しないバルブで切り替え、油圧機構２１０を高圧領域と低圧領域とでそれぞれ使用することができる。油圧計測部２１２は、低圧用ゲージと高圧用ゲージとを切り換えて使用される。
ここで、上側プレート２０１と下側プレート２０２の平行度は，上側プレート２０１を上板２０５に固定している複数本、例えば４箇所の螺子を微調整することにより上側プレート２０１の傾斜を調整する。例えば、Ｌ字ブロック２０８を上側プレート２０１に取り付けていない状態で、下側プレート２０２上に圧力測定フィルムを置き、均一な圧力が下側プレート２０２と上側プレート２０１との間に付与されているように上側プレート２０１の傾斜を螺子により調整する。
【００３７】
上側プレート２０１には回路基板１１０を垂直に固定する冶具として、一対のＬ字ブロック２０８が取り付けられている。ここでは、２つのＬ字ブロック２０８が対向して上側プレート２０１に取り付けられ、Ｌ字ブロック２０８の垂直部同士で回路基板１１０がクランプされる。
下側プレート２０２は支持台２０６上に載置される。下側プレート２０２上に敷設されるシート２０７はモールド１１２を保護するためである。シート２０７として厚み０．５ｍｍ程度のグラファイトシートを用いるとよい。グラファイトシートであれば高い熱伝導率と、例えば４００℃程度の耐熱性と柔軟性とを有するため、温度分布も圧力分布も共に均一となり、モールド１１２が保護される。
【００３８】
一対のＬ字ブロック２０８は上側プレート２０１に取り付けられるが、回路基板１１０などの光学部品はその上下面に傷が付かない程度で一対のＬ字ブロック２０８に挟んで保持する。一対のＬ字ブロック２０８の間で、上側プレート２０１と光学部品１１０の上端面との間にはグラファイトシートを２１２介在させる。上側プレート２０１と下側プレート２０２との間に上下方向の圧力が作用している間、荷重をグラファイトシート越しに上側プレート２０１で受け止めるためである。
【００３９】
光学部品としての導光板の側面に、例えば回折格子などの所定パターンを形成する方法について説明する。図１２は本発明の実施形態に係る光デバイスの作製工程を示す図である。図では、導光板端面に回折格子を作製する方法を例に挙げて示している。光デバイスの作製方法は、モールドを作製する工程と、インプリントリソグラフィ工程とに大別される。
【００４０】
モールド１３０Ａを作製する工程について説明する。先ず、基板１３０上にフォトレジスト１３１を塗布する。例えば厚さ１ｍｍのシリコン基板１３０上にフォトレジスト１３１をスピンコートする（図１２（Ａ））。次に、フォトリソグラフィによりフォトレジスト１３１にパターンを形成する（図１２(Ｂ)）。続いて、レジストパターン１３１Ａをマスクにしてドライエッチングやウェットエッチングにより基板１３０に回折格子のパターンを形成し、レジスト１３１Ａを除去することにより、モールド１３０Ａが完成する（図１２（Ｃ））。その後、モールド１３０Ａに対して離型処理を行う。離型処理は、モールド１３０Ａの型面に対して表面エネルギーの小さいフッ素ポリマーの離型剤を塗布する。これより後述のインプリントリソグラフィ工程において、モールド１３０Ａを光学部品の側面に塗布した樹脂から離す際、モールド１３０Ａと転写パターンが形成されている樹脂層との剥離性を高めることができる。
【００４１】
インプリントリソグラフィ工程について説明する。先ず、光学部品としての導光板１３２側面に回折格子の素材１３３を塗布する。導光板端面への素材１３３の塗布は、スピンコートでは困難であるので、例えば、ＰＭＭＡ（polymethyl methacrylate）溶液を用いてディップコートし、オーブンで加熱することでＰＭＭＡを端面に塗布する（図１２（Ｄ））。次に、モールド１３０Ａを用いて、ＰＭＭＡをプレスする（図１２（Ｅ））。その際、ＰＭＭＡはガラス転移点の温度以上に加熱してプレスする。その後、ＰＭＭＡのガラス転移点以下まで冷却し、モールド１３０Ａを導光板１３２及び樹脂１３３からリリースする（図１２（Ｆ））。以上の工程を経ることにより、導光板１３２の側面に回折格子を作製することができる。
【００４２】
以上の作製方法は、第５実施形態に係る光デバイス５０の作製方法であるが、他の実施形態の光デバイスも同様にして作製することができる。すなわち、光学素子や光導波路が構築されている回路基板の端面を鏡面研磨する。次に、回路基板の端面に樹脂を塗布する。その後、上面に所定のパターンを有するモールドを準備して、前述と同様に行うことができる。
【実施例１】
【００４３】
導光板の端面に回折格子を形成されている光デバイスについて、実施例を挙げてさらに説明する。
モールド１３０Ａを次の要領で作製した。図１２（Ａ）に示すように、厚さ１ｍｍのシリコン基板１３０上面にフォトレジスト１３１をスピンコートし、図１２（Ｂ）に示すようにフォトリソグラフィにより回折格子のパターン１３１Ａを形成した。図１２（Ｃ）に示すようにパターン１３１Ａをマスクしてドライエッチングによりシリコン基板１３０上面に回折格子の溝を形成した。その上にモールドに離型処理を施した。
２０ｍｍ×２０ｍｍ×１ｍｍの導光板端面に鏡面研磨を施した。その後、導光板１３２端面をＰＭＭＡ溶液（ＯＥＢＲ−１０００ＬＢ：東京応化）に漬けて取り出し、１７０℃で２０分間加熱することにより、ＰＭＭＡを端面に塗布した（図１２（Ｄ）参照）。その後、図１１に示すナノインプリント装置を用い、モールド１３０Ａを下側プレート２０２に敷かれているシート２０７上に載せ、上側プレート２０１側の一対のＬ字ブロック２０８で、導光板１１０を挟んで保持した。その後、下側プレート２０２と上側プレート２０１との平行を保ちつつ油圧で下側プレート２０２を上昇し、ＰＭＭＡ１３３をモールド１３０Ａで押圧した（図１２（Ｅ）参照）。プレス条件は、１６０℃の加熱温度により２０ＭＰａで１０分間加圧した。最後にＰＭＭＡのガラス転移点である１０５℃以下まで冷却した後、モールド１３０Ａを導光板１３２側から離した（図１２（Ｆ）参照）。
【００４４】
作製結果について説明する。
図１３（Ａ）は、実施例１で作製したモールドの光学顕微鏡像であり、（Ｂ）は共焦点レーザ顕微鏡像である。図１３（Ａ）に示す像から、１０μｍの間隔で幅５μｍの溝が一様に形成されていることが分かる。用いた共焦点レーザ顕微鏡の高さ方向の計測分解能は１０ｎｍである。図１３（Ｂ）に示す像から、格子高さはおおよそ１００ｎｍであることが分かる。
【００４５】
導光板１３２の端面を走査電子顕微鏡で確認した。鏡面研磨を施す前では端面は荒れていたのに対し、鏡面研磨を施した後では端面には、回折格子の凹凸寸法と比較して十分小さな凹凸しか生じていないことを確認した。これにより、光学散乱やパターン転写欠損による性能劣化が生じることがなく、或いはプレス時に圧力分布のムラが生じないことが推察できる。
【００４６】
導光板１３２の端面上に塗布されたＰＭＭＡに対してインプリントを行った結果を図１４に示す。図１４（Ａ）は、導光板１３２端面に形成されている回折格子の光学顕微鏡像であり、（Ｂ）は共焦点レーザ顕微鏡像である。図１５は、共焦点顕微鏡による表面形状特性である。図１５の横軸は構造長さ（μｍ）、縦軸は構造高さ（ｎｍ）であり、実線はモールドの表面形状、点線は樹脂層の表面形状である。図示する像から、周期１０μｍで高さ１００ｎｍの回折格子が形成されていることが分かる。また、図１５の表面形状のグラフから、モールド１３０Ａと転写後の構造が等しく周期１０μｍで転写されており、図１４に示す像からもモールド１３０Ａの反転パターンが精度良く製作されていると言える。また、図示した以外の領域においても導光板端面全域に亙って精度よくパターンが形成されていることを確認した。
【００４７】
周期４００ｎｍの微細構造を有するモールドを用いてナノインプリントを同様に行ったところ、導光板端面にナノパターンが転写できていることを確認した。
【００４８】
導光板１３２の端部に形成した回折格子の回折パターンを評価した。評価手法は以下のとおりである。導光板１３２の端部の回折格子に対しレーザ光を垂直に入射させ、反射回折パターンをスクリーン上に投射することにより、回折パターン及び回折角度を計測した。用いたレーザ光は、波長６３２．８ｎｍを有するＨｅ−Ｎｅレーザ光である。
【００４９】
スクリーン上に明瞭な回折パターンを確認できた。肉眼では±１０次以上の回折光を確認できた。表１は、実測した回折角と次の理論式により計算で求めた回折角である。
【数２】
2010079041.tif 000004
ここで、Ｐは回折格子の周期（１０μｍ）、ｍは回折次数（整数）、λは入射波長（６３２．８ｎｍ）である。
【００５０】
【表１】
2010079041.tif 000005
【００５１】
表１から分かるように、計測と計算は良く一致しており、高い精度で回折格子が形成できていることが分かる。−３〜６次回折光における回折角の最大誤差は０．２２％であった。
【実施例２】
【００５２】
モールドを次の要領で作製した。図１６は、モールドの作製工程を示す図である。
１ｍｍ厚のＳｉウェハ３００にレジストをスピンコートにより塗布した。具体的には、レジストにはＥＢポジレジストＺＥＰ５２０Ａを用い、６０００ｒｐｍでスピンコートし、厚さ３００ｎｍのレジスト膜３１１を形成した。
その後、電子線（EB:Electron Beam）描画装置を用いて、レジスト膜３１１に周期４００ｎｍ、線幅５０ｎｍで２次元のサブ波長構造のパターン３１１ａを形成した（図１６（Ａ）参照）。パターニング後のレジストパターン３１２をＳＥＭで観察したところ、対角線長さが２６０〜３００ｎｍの菱形状に露光され、周期４００ｎｍの２次元構造が形成されていることを確認した。
その後、Ｓｉのエッチングを行った。具体的には、先ず選択比の低い高速原子線（FAB:Fast Atom Beam）でＥＢ描画後の残存レジスト３１１ａを除去した（図１６（Ｂ）参照）。エッチングガスにはＳＦ６を用いた。高速原子線によるエッチングを行ったのは、後に行うＩＣＰ−ＲＩＥ（Inductively Coupled Plasma Reactive Ion Etching）などのイオンビームエッチングで影響を受けるウェハ表面のチャージアップの影響を受けないため、より鋭利で微細なパターンを形成することができるためである。次に、ＩＣＰ−ＲＩＥでＳｉのエッチングを行った（図１６（Ｃ）参照）。その際、ＳＦ６とＯ２のガスを同時に流し、Ｏ２ガスによりレジスト３１３を溶かし、徐々にエッチング面積を増やすことにより、Ｓｉをテーパー形状にエッチングした。その後、レジストを硫酸と過酸化水素水で除去した（図１６（Ｄ）参照）。最後にＦＡＢにより構造上部に残ったＳｉ部分３０１Ａをエッチングした（図１６（Ｅ）参照）。これにより菱形状の窪み３０２Ａを有するモールド３０２を作製した。
【００５３】
以上の工程により作製したモールド３０２を用いて光導波路端面にナノプリントを行った。図１７は光導波路端面にナノプリントを行って作製したサンプル３３０の模式図であり、図１８はナノインプリントの工程図である。光導波路基板３２０は、２０ｍｍ×２０ｍｍ×０．６ｍｍのポリマー性の光導波路３２１がＳｉ基板３２２上にクラッド３２３を介して形成され、光導波路３２１上にクラッド３２４が形成されている。波長８５０ｎｍの光が導波するように、光導波路コアは大きさ５０μｍ□、長さ２０ｍｍで一対一の光路を持ち、１２５μｍの間隔で並んでいる。
図１８（Ａ）に示すように、モールド３０２の型面にＰＭＭＡ３３２を載せて１４５℃に加熱し、その後光導波路基板３２０の端面をＰＭＭＡ３３２に直接押し付けて約２０ＭＰａで加圧して１０分間保持した（図１８（Ｂ））。次いで、ガラス転移温度より僅かに下の１００℃まで冷却して素早く減圧した後、モールド３０２から光導波路基板３２０を離した（図１８（Ｃ））。
【００５４】
図１９は、作製したサンプル３３０の端面の光学顕微鏡像である。図１９に示す光学顕微鏡像から一方の導波路コア端面にサブ波長構造体３３１が転写でき、他方の導波路コア端面３３２には何ら形成されていない。
【００５５】
実施例２で作製したモールド３０２と転写後のＰＭＭＡ３３３の様子をＳＥＭ（Scanning Electron Micrscope）で観察した。図２０（Ａ）はモールド３０２の第１のＳＥＭ像、（Ｂ）はモールド３０２の第２のＳＥＭ像であり、（Ｃ）は転写後のＰＭＭＡの第１のＳＥＭ像、（Ｄ）は転写後のＰＭＭＡの第２のＳＥＭ像である。図２０から、ＰＭＭＡ３３３に精度良く転写されていることが分かる。
【００５６】
光導波路コアの端面に形成したサブ波長構造体３３１による反射率の評価を行った。サブ波長構造体３３１が形成されている光導波路３２１のコア端面と形成されていない光導波路３２１のコア端面とにそれぞれレーザ光を入射させ、光の反射率を測定した。
図２１は光の反射率を示すグラフであり、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率の相対値（％）である。反射率の相対値は、サブ波長構造体３３１が形成されている光導波路コアからの光の反射率を、サブ波長構造体３３１が形成されていない光導波路コアからの光の反射率で割って求めた値である。
図２１から、サブ波長構造体３３１の有無により反射率が異なり、サブ波長構造体３３１が光導波路コアに形成されていることで、光導波路コアに入射する光の反射率が最大で約８０％減少していることが分かった。
【００５７】
サブ波長構造体３３１の有無により光の取り出し効率がどのように影響するかについて検討した。図２２は光の取り出し効率を評価するための測定系３４０を模式的に示す図である。光源３４１とサンプル３３０との間に光ファイバー３４６を介在させ、サンプル３３０と検出器３４２との間に光ファイバー３４７を介在させた。図中、３４４、３４５は、光ファイバー３４６、３４７の端面をＸＹＺ軸方向に移動制御するＸＹＺステージであり、３４３はサンプル３３０を載置する台である。図２２に示す測定系３４０を用いて、光導波路コアに対し光源３４１からの光を光ファイバー３４６で導入し、光導波路コアから出力される光を光ファイバー３４７を介して検出器に入射して、光強度を測定した。すると、光導波路コア端面にサブ波長構造体３３１を設けた方が、光の取り出し効率が高かった。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１実施形態に係る光デバイスの一部を示す概略図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図２】第１実施形態の変形例に係る光デバイスの断面図である。
【図３】第２実施形態に係る光デバイスを示す図である。
【図４】第３実施形態に係る光デバイスを示す断面図である。
【図５】第４実施形態に係る光デバイスを示す図である。
【図６】第４実施形態の第１変形例に係る光デバイスの一部を示す概略図で、（Ａ）はその模式的な斜視図、（Ｂ）はＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図の一例である。
【図７】第４実施形態の第２変形例を示す光デバイスについての周期構造体の断面を模式的に示す図である。
【図８】第５実施形態に係る光デバイスを示す斜視図である。
【図９】第６実施形態に係る光デバイスを示す図である。
【図１０】光デバイスの作製方法を示す工程図である。
【図１１】回路基板や導光板の側面へナノインプリントを行うナノインプリント装置の構成図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る光デバイスの作製方法の工程図である。
【図１３】実施例１の結果として作製したモールドについて、（Ａ）は光学顕微鏡像であり、（Ｂ）は共焦点レーザ顕微鏡像である。
【図１４】実施例１として導光板端面に形成した回折格子を示し、（Ａ）は光学顕微鏡像、（Ｂ）は共焦点レーザ顕微鏡像である。
【図１５】実施例１の結果を示す共焦点顕微鏡による表面形状特性である。
【図１６】実施例２においてモールドの作製工程を示す図である。
【図１７】実施例２に関し、光導波路端面にナノプリントを行って作製したサンプルの模式図である。
【図１８】実施例２においてナノインプリントの工程図である。
【図１９】実施例２において作製したサンプルの端面の光学顕微鏡像である。
【図２０】実施例２に関し、（Ａ）はモールドの第１のＳＥＭ像、（Ｂ）はモールドの第２のＳＥＭ像、（Ｃ）は転写後のＰＭＭＡの第１のＳＥＭ像、（Ｄ）は転写後のＰＭＭＡの第２のＳＥＭ像である。
【図２１】実施例２の結果に関し、光の反射率を示すグラフである。
【図２２】実施例２において、光の取り出し効率を評価するための測定系を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０，１０Ａ，２０，３０，４０，５０，６０：光デバイス
１１，１１０：回路基板（光学部品）
１１ａ：光入射部
１２：光導波路
１３：基板
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ：クラッド層
１４ｅ：クラッド層
１５，２５，３５，４５，４５Ａ，４５Ｂ，５５，６５：周期構造体
１５ａ，１５ｂ，４５ａ：凸部
２５ａ，４７：溝
３５ａ，３５ｂ：回折格子
３５ｃ：連結部
４５ｂ：湾曲部
４５ｃ：帯部
４６，６６：光ファイバー
４６ａ，４６ｂ，４６ｃ，４６ｄ：溝群
５５ａ：板体
６１，１１０，１３２：導光板
６７：アレイ受光素子
１１１：樹脂
１１１ａ：樹脂層
１１２，１３０Ａ：モールド
１３０：基板（シリコン基板）
１３１：フォトレジスト
１３１Ａ：パターン（レジストパターン）
１３３：素材（樹脂層）
２００：ナノインプリント装置
２０１：上側プレート
２０２：支持台
２０２：下側プレート
２０３：水平台
２０４：案内ロッド
２０５：上板
２０６：支持台
２０７：シート
２０８：Ｌ字ブロック
２０９：温度制御部
２１０：油圧機構
２１１：油圧調整部
２１２：油圧計測部
３００：Ｓｉウェハ
３０１Ａ：Ｓｉ部分
３０２：モールド
３１１：レジスト膜
３１１ａ  残存レジスト
３１２：レジストパターン
３１３：レジスト
３２０：光導波路基板
３２１：光導波路
３２２：Ｓｉ基板
３２３，３２４：クラッド
３３０：サンプル
３３１：サブ波長構造体
３３２：導波路コア端面
３３２，３３３：ＰＭＭＡ
３４０：測定系
３４１：光源
３４２：検出器
３４６，３４７：光ファイバー
【図１】
2010079041.tif 000006
【図２】
2010079041.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１５】
2010079041.tif 000018
【図１６】
2010079041.tif 000019
【図１７】
2010079041.tif 000020
【図１８】
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【図２１】
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【図２２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１９】
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【図２０】
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